2tom255

6. NAPĘD ELEKTRYCZNY 512

silnik indukcyjny dla mocy mniejszych i średnich, zaś dla mocy dużych (ponad 1,5 — synchroniczny.

Prostownik wzbudzenia nawrotny ma napięcie znamionowe k„ razy większe niż napięcie wzbudzenia generatora

Udo ~ k_u U i prąd I_dK * /_/S;V.

Współczynnik forsowania k_u jest zawarty między 2 — dla mocy znamionowych mniejszych aż do 5 — dla mocy znamionowych największych. Napięcie prądnicy tachometrycznej powinno wynosić do kilkudziesięciu woltów przy maksymalnej prędkości obrotowej silnika. Sygnał prądowy k,i₀, a często także prędkościowy k_rQ są wprowadzane do regulatorów RQ oraz Rl poprzez wzmacniacze izolujące, tzw. separatory. Statyczne charakterystyki układu Q =f(i_a) są rodziną prostych równoległych z załamaniem po osiągnięciu prądu granicznego i_ogr (rys. 6.55a). Uzyskiwane przebiegi przejściowe prędkości obrotowej przy skokowym wymuszeniu charakteryzują się niewielkim przere-gulowanicm (ok. 4%) oraz stosunkowo krótkim czasem osiągania zadanej prędkości U ss 5T_m (rys. 6.55b).

Rys. 6.55. Charakterystyki napędu w układzie generator-silnik: a) statyczne ii = J(i_a)\

b) dynamiczne Q = f{t)

t₀ — czas regulacji. J_rrax — przercgulowanie

Jeżeli w układzie przewiduje się rozszerzenie zakresu regulacji prędkości powyżej znamionowej, to prostownik wzbudzenia silnika należy dobrać z odpowiednim zapasem napięcia dla zapewnienia forsowania przebiegów przejściowych związanych ze zmianami strumienia silnika. Zw'ykle wystarcza k_u 2h-3.

Idealnie sztywną charakterystykę mechaniczną można uzyskać stosując proporcjonal-no-całkujący (PI) regulator prędkości. Jego nastawy należy dobrać na podstawie optimum symetrycznego. Aby zmniejszyć pojawiające się wówczas przercgulowanie dochodzące do 40%, na wejściu układu sterowania stosuje się filtr o transmitancji

G_f(s) =

1

1 +s-4T„

6.4.2. Napęd przekształtnikowy prądu stałego

Napęd przekształtnikowy z silnikiem prądu stałego może być zrealizowany jako:

—    napęd nicnaw'rotny pracujący ze stałym kierunkiem prędkości obrotowej,

—    napęd nawrotny umożliwiający zmianę kierunku prędkości obrotowej.

Napęd nienawrotny może zapewniać hamowanie silnikiem z odzyskiwaniem energn-Należy wówczas przełączyć obwód twornik-prostownik tak, by zmieniony w tworntk

rad płynął nadal w kierunku przewodzenia zaworów. Równocześnie należy zwiększyć kąi opóźnienia wyzwalania do wartości między 90" a 180". Wówczas prąd twornika

(6.113a)

Prąd jest wymuszony przez napięcie indukowane e_s, zaś energia układu napędowego jest oddawana do systemu zasilającego. Przekształtnik przechodzi z pracy prostownikowej na falownikową. Efekt hamowania można uzyskać zmieniając kierunek strumienia. Wówczas prąd twornika wynika ze wzoru

(6.113b)

-e_s + ^ui* Ru

Dzięki temu — przy niezmienionym połączeniu twornika z prostownikiem — prąd i_a, zachowując poprzedni kierunek, jest prądem hamowania umożliwiającym oddawanie enentii. Obydwa przypadki są przedstawione na rys. 6.56.

Rys. 6.56. Napęd z nienawrotnym przekształtnikiem w obwodzie twornika: a) hamowanie przez przełączanie twornika (prąd i_a — przy pracy silnikowej, i_alt prąd przy hamowaniu, P — przełącznik, PW1 nienawrotny prostownik wzbudzenia); b) hamowanie przez zmianę kierunku prądu wzbudzenia i_fs {PW2 - nawrotny prostownik wzbudzenia)

W równaniach (6.113) R_u oznacza całkowitą uogólnioną rezystancję obwodu twornika obejmującą silnik i przekształtnik z transformatorem

R_u = R_a + R_Tt+-X_r, n

gdzie: R_a, R_Jr — rezystancje odpowiednio: silnika i transformatora prostownikowego; ■^Tr — reaktancja transformatora.

Składnik 3X_Tr/n reprezentuje wpływ komutacji w mostku przy reaktancji obwodu zasilającego równej X_Tr

Charakterystyki statyczne napędu nienawrotnego są liniowe w zakresie prądów ^Ąglych (rozdz. 8). Przy malejących obciążeniach pojawiają się prądy przerywane, zaś Prędkość obrotowa silnika zwiększa się i przy biegu jałowym zmierza do wartości ^wyrażonych następująco (rys. 6.57):

(y V2ŁŹT, V'	przy	a < 60'
fio = sin (a - 60°) ^e	przy	a > 60'
^ Poradnik inżyniera elektryka tom 2

(6.114)